Барышников Сергей Олегович — доктор технических наук, профессор
198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Baryshnikov, Sergey O. — Dr. of Technical Sciences, professor
5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035
Сахаров Владимир Васильевич — доктор технических наук, профессор
198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Sakharov, Vladimir V. — Dr. of Technical Sciences, professor
5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035
Чертков Александр Александрович — доктор технических наук, доцент
198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Chertkov, Alexander A. — Dr. of Technical Sciences, associate professor
5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035
Рассмотрен численный алгоритм оптимизации технологических процессов дизель-генераторных агрегатов, работающих на различных сортах топлива, реализованный средствами CVX-технологий. Традиционные алгоритмы в целом положительно зарекомендовали себя, но могут быть проблематичными для оптимизации из-за большого количества переменных и нелинейности модели. Кроме того, из-за огромной вычислительной нагрузки, они могут «застопориться» или повредиться при использовании в процессе поиска нестандартных конструкций, таких как асимметричные D-оптимальные и пространственные конструкции большой размерности. Отмечается, что альтернативой им служат вычисления в CVX-формате, которые широко распространены и доступны для решения задач выпуклой оптимизации. Однако их применение для управления технологическими процессами энергосбережения в автономных электроэнергетических комплексах на транспорте пока ограничено. На базе инструментов пакета CVX в MATLAB, используя их полезность и гибкость по сравнению с традиционными способами оптимизации, в данной работе предложены технические решения, направленные на развитие энергосберегающих технологий энергетических комплексов автономных систем в условиях цифровой трансформации. Применение способов оптимизации энергосбережения представлено в данном исследовании на примере управления расходом топлива группой дизель-генераторных агрегатов с различными расходными характеристиками первичных двигателей, для которых получены четыре варианта оптимальных режимов потребляемой сетью активной мощности. Приведен пример расчета оптимальных режимов при параллельной работе пяти дизель-генераторных агрегатов с программными кодами CVX, подтверждающий корректность предложенных решений. Показано, что использование программ CVX в MATLAB демонстрирует их полезность и гибкость по сравнению с традиционными алгоритмами в статистике поиска различных типов оптимальных приближенных конструкций по выпуклому критерию для нелинейных моделей.
A numerical algorithm for optimizing the technological processes of diesel generator sets operating on various grades of fuel, implemented by means of CVX-technologies, is considered. Traditional algorithms have generally proven to be positive, but can be problematic for optimization due to the large number of variables and the nonlinearity of the model. In addition, due to the huge computational load, they can “stall” or become damaged when used to search for non-standard designs, such as asymmetric D-optimal and large-dimensional spatial structures. It is noted that an alternative to them is calculations in the CVX format, which are widespread and available for solving convex optimization problems. However, their application for the control of technological processes of energy saving in autonomous electric power complexes in transport is still limited. Based on the tools of the CVX package in MATLAB, using their usefulness and flexibility in comparison with traditional optimization methods, this paper proposes technical solutions aimed at developing energy-saving technologies for energy complexes of autonomous systems in the context of digital transformation. The application of energy saving management methods is presented in this study on the example of fuel consumption management by a group of diesel generators with different consumption characteristics of primary engines, for which optimal modes have been obtained at various options of active power consumption by the network. An example of calculating optimal modes in parallel operation of five DGA with CVX program codes is given, confirming the correctness of the proposed solutions. It is shown that the use of CVX programs in MATLAB demonstrates their usefulness and flexibility in comparison with traditional algorithms in the statistics of searching for various types of optimal approximate constructions by convex criterion for nonlinear models.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.